PL106356B1 - Kompozycja epoksydowa do wytwarzania materialow na elementy izolacyjne urzadzen wysokonapieciowych,szczegolnie pracujace w atmosferach agresywnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja epo¬ ksydowa do wytwarzania materialów na elementy izolacyjne urzadzen wysokonapieciowych,, szcze¬ gólnie izolatorów wylaczników wysokonapiecio¬ wych pracujacych w atmosferze produktów roz¬ kladal szesciofluorku siarki lub w innych atmosfe¬ rach agresywnych.

Zastosowanie szesciafluorku siarki jako gazowe¬ go materialu elektroizolacyjnego i gasiwa w no¬ woczesnych wylacznikach wysokonapieciowych wymaga doboru materialów elektroizolaeyjnych o specjalnej odpornosci, ze wzgledu na powstajace podczas palenia sie luku w atmosferze szescioflu¬ orku siarki agresywne produkty rozkladu, takie jak: SOF2, S02F2, HF oraz nizsze fluorki siarki, Substancje te, reagujac z materialem izolacyjnym, obnizaja rezystywnosc powierzichniowa. Prowadzi to do wyladowania zupelnego.

Zjawisko obnizenia rezystywnosci powierzchnio¬ wej, bedac zjawiskiem przejsciowym jest jednak tak dalece istotne, ze zagraza bezposrednio obnize¬ niem wlasnosci powierzchniowych izolatora powo¬ dujacym awarie wylacznika. W okresie czasu od kilkunastu do kilkudziesieciu godzin rezystywnosc powierzichniowa izolatora wylacznikowego przecho¬ dzi przez minimum, a nastepnie ponownie wzras¬ ta. Wartosc minimalna rezystywnosci powierz¬ chniowej zalezna jest przede wszystkim od rodzaju materialu elektroizolacyjnego. Wymienione zjawis¬ ko obserwuje sie takze w innych atmosferach agresywnych, przykladowo w srodowiskach o sil¬ nych zabrudzeniach przemyslowych.

Znane sa materialy elektraizolacyjine, oparte na kompozycji utwardzanych zywic epoksydowych cykloalifatyeznych lub dianowych z napelniaczern w postaci maczki kwarcowej. Materialy te stoso¬ wane sa szeroko w przemysle elektrotechnicznym i w energetyce, jednakze tylko w niewielkim stop¬ niu nadaja sie do zastosowania w atmosferze po¬ laczen fluorowych. Agresywne zwiazki fluorowe latwo reaguja z maczka kwarcowa z wytworze¬ niem produktów gazowych, usuwajac napelniacz z kompozycji. Rezystyrwinosc powierzchniowa kompo¬ zycji epoksydowych z napelniiaczem kwarcowym jest znacznie nizsza w zakresie przejsciowego mi¬ nimum — nawet o 7 rzedów w stosunku do war¬ tosci wyjsciowej.

Inne napelniacze stosowane dotychczas zamiast maczki kwarcowej niewiele poprawily zachowa¬ nie sie kompozycji wobec produktów rozkladu szesciofluorku siarki w luku elektrycznym.

Bodzaj napelniaczy jest dodatkowo ograniczony koniecznoscia zachowania dobrych wlasnosci me¬ chanicznych kompozycji. Ze wzgledu na warunki pracy izolatorów wytrzymalosc mechaniczna oma¬ wianych kompozycji moze byc tylko w niewielkim procencie nizsza od wytrzymalosci mechanicznej kompozycji z maczka kwarcowa.

Znane sa tez kompozycje epoksydowe z elektro- 106 356106 356 - korundem), zawierajace napelniacz oi bardzo was¬ kim zakresie uziarnieinia a mianowicie: — korund nr 14 o granulacji ziaren 10-—14 ^m, — korund nr 28 o granulacji ziaren 20—28 ^rn.

Wedlug obowiazujacej od roku 1972 skali uziar- nienia (PN-71/M-59107) zgodnej z normami miedzy¬ narodowymi korund nr 14 odpowiadalby w przy¬ blizeniu frakcji F 500/13 a korund nr 28 frakcji F 32,0/29 i F 360/23.

Wymienione kompozycje nie nadaja sie do wy¬ konywania czesci izolacyjnych urzadzen wysokona¬ pieciowych ze wzgledu na bardzo mala wytrzyma¬ losc mechaniczna. Na przyklad udarnosc kompozy¬ cji z korundem nr 28 wynosi zaledwie od 2,1 do 3,6 kJ/m2 (od 2,1 do 3,7 kG/cm2) a udarnosc kom¬ pozycja z korundem nr 14 wynosi cd 3,2 do ,4 kJ/m2 (od 3,3 do 5,5 kiGom/cm2).

Z przebiegu krzywych zaileznosci udarnosci kom¬ pozycji od zawartosci oapelniacza trudno spodzie¬ wac sie poprawy wlasnosci mechanicznych przez wyprodukowanie innych frakcji napelniacza, po¬ niewaz zastosowanie frakcji posredniej (F 400/17) powinnoi odpowiadac uidairnosci posredniej miedzy wymienionymi wyzej zakresami wartosci, nato¬ miast zastosowanie frakcji drobniejszej (na przy¬ klad F 600/9 lub F 800/7) nie jest mozliwe ze wzgledu na niekorzystny uklad sil adhezji (nie mo^ zna sporzadzic uzytecznej kompozycji z tego na¬ pelniacza).

Udarnosc kompozycji uzytecznej dla celów ele- ktrotechniczych powinna byc wyzsza od 10 kJ/m2.

Znany jest równiez sposób ochrony powierzchni izolatorów w wylacznikach z szesciofluorkiem siarki przez napylanie na te powierzchnie warstwy politetraifiluoroetyleinu, odpornego na dzialanie pro¬ duktów rozkladu szesciofluorku siarki.

Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji, która sluzy do wykonywania czesci izolacyjnych aparatury wysokonapieciowej, nie wymagajacych dodatkowego' zabezpieczenia powierzchni przed agresywna atmosfere produktów rozkladu szes- ciofluoirku siarki w luku elektrycznym.

Stwierdzono, ze jesli w celu sporzadzenia kom¬ pozycji epoksydowych z napelniaczem korundo¬ wym w stosunku 100 czesci wagowe zywicy na 100— —400 korundu, stosuje sie pyl korundu, który nie stanowi jednolitej frakcji pod wzgledem uziarnie- nia lecz jest mieszanina wszystkich frakcji drob¬ niejszych poczawszy od F 230/53 (szeroki zakres granulacji od 0 do 56 ^m do 25 -r- 0 jjtm; frakcje od F 230/53 do F 1200/3 z przewaga zawartosci pro¬ centowej frakcji F 320/29, F 360/23,, F 400/17 i F 500/13) uzyskuje sie nieoczekiwanie kompozy¬ cje o duzej wytrzymalosci mechanieznej i równo¬ czesnie odporne na dzialanie produktów rozkladu szesciofluoirku siarki w luku elektrycznym. Dla przykladu porównano wytrzymalosc mechaniczna uzyskanych kompozycji z wytrzymaloscia mecha¬ niczna znanych kompozycji, zawierajacych ko¬ rund nr 14 i nr 28.

Kompozycje z nowym napelniaczem: Nazwa kom¬ pozycji J 24 J 23 Sklad kompozycji (czesci wagowe) zywica 100 100 utwardzacz 46 46 rozcien¬ czalnik — napelniacz 150 200- Zawartosc napelniacza % 50,8 58,,0 Wytrzyma¬ losc na zgi¬ nanie MN/rci2 83,0 98,0 r Udarnosc kJ/m2 11,8 13,2 | Kompozycje z korundem nr 1(4 Nazwa kom¬ pozycji B 3 B 4 Sklad kompozycji (czesci wagowe) zywica 100 100 utwardzacz 14 14 rozcien¬ czalnik 13,3 13,3 napelniacz 150 187 Zawartosc napelniacza % 53,6 55,4 Wytrzyma¬ losc na zgi¬ nanie MN/m2 36,0 34,0 Udarnosc kJ/tm2 4,5 3,2 Kompozycie z korundem nr 28 Nazwa kom¬ pozycji A 3 A 4 Sklad kompozycji (czesci wagowe) zywica 100 100 utwardzacz * '.' 14) ' 14* rozcien¬ czalnik 13,3 13,3 napelniacz 150 1187 Zawartosc napelniacza % , 53,6 59,4 Wytrzyma¬ losc na zgi¬ nanie MN/m2 26,0 21,5 Udarnosc 1 kJ/m2 3,6 2,65 106 356 \ 6 Zwiekszenie wytrzymalosci mechanicznej nowych kompozycji w takiim stopniu jak widac to na przy¬ toczonym przykladzie nie daje sie przewidziec z zaleznosci charakterystycznych dla kompozycji epo¬ ksydowych zawierajacych korund nr 14 i nr 28.

Zadecydowalo ono o przydatnosci nowych kompo¬ zycji do wykonywania czesci izolacyjnych urza¬ dzen wysokonapieciowych.

Mozliwosc odpornosci kompozycji z korundem wobec atmosfer agresywnych w urzadzeniach wy¬ sokonapieciowych nie byla dotychczas brana pod uwage.

Korund zgodnie z wynalazkiem jest mieszanina wszystkich frakcji az do F 1200/3 poczawszy od F 230/53 (uziarnienie od 0 do 56 \im), F 240/45 (uziarnienie od 0 do 45,5 \*m), F 280/37 (oziarnienie od 0 do 38 jiim), F 320/20 (uziarnienie od 0 do ,5 jim) lufo F 360/23 (uziiarnienie od 0 do 24,5 jum) w zaleznosci' od zadanego przeciwdzialania proce¬ sowi sedymentacji napelniacza na etapie wykony¬ wania odlewów czesci izolacyjnych urzadzen wyso¬ konapieciowych.

Techniczno^uzytkowy skutek wynalazku polega na tym, ze elementy wykonane z kompozycji wy¬ kazuja zmniejszenie rezystyrwnosci powierzchnio¬ wej w jej minimum zaledwie o 2 rzedy w stosun¬ ku do wartosci wyjsciowej i charakteryzuja sie wystarczajaca wytrzymaloscia mechaniczna, co za-, pewnia niezawodnosc dzialania wylaczników z wmontowanymi izolatorami z kompozycji.

' Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na przy¬ kladzie wykonania kompozycji o nastepujacym skladzie: zywica epokysodowa dianowa — 100 czesci wago¬ wych bezwodnik szesciowodoroditalowy jako utwardzacz — 45 czesci wagowych elektrokorund szlachetny frakcji od F 240/45 "do F 1200/3 — 150 czesci wagowych Granulacja zastosowanego napelniacza jest naste¬ pujaca: >40 (um 40—30 jwii —20 ym >—10 nim — 5 yun < 5 (wn ,2% 6,0% 31,7% 48,0% 6,1% 3,0%

Claims (1)

1. Zastrzezenie patenjtowe Kompozycja epoksydowa do wytwarzania mate¬ rialów na elementy izolacyjne urzadzen wysokona¬ pieciowych, szczególnie pracujace w atmosferach agresywnych, oparta na osnowie utwardzonych zy¬ wic epoksydowych eykloalifatycznych lub diano- wych z napelniaczem korundowym w stosunku 100 czesci wagowych zywicy na 100 do 400 czesci wa¬ gowych koriuindiu, znamienna tym, ze jako korund zawiera mieszanine frakcji o zajkresie granulacji od 50-M) [im do 25-M) [wa w zaleznosci od za¬ danego przeciwdzialania procesowi sedymentacji napelniacza. 10 15 20 25